Auteur Sujet: Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s  (Lu 7037 fois)

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Optrolight

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« le: 01 décembre 2014 à 12:02:57 »
L'ESA vient de réaliser un test de transmission de donné entre deux satellites distant de 45000 km l'un de l'autre. La vitesse de la lisaison a atteint 600Mbit/s et pourra monter dans le futur à 1,8Gbit/s.
C'est une grande avancé dans les transmission satellitaire. L'idée est de pouvoir avoir des donnés en temps réel de satellite sur orbite polaire à 700km d'altitude en passant par un satellite geostationnaire à 36000km qui lui est fixe par rapport au sol. La vidéo le montre bien.


Marking a first in space, Sentinel-1A and Alphasat have linked up by laser stretching almost 36 000 km across space to deliver images of Earth just moments after they were captured.

This important step demonstrates the potential of Europe’s new space data highway to relay large volumes of data very quickly so that information from Earth-observing missions can be even more readily available.

Having timely access to imagery from the Sentinel-1 mission, for example, is essential for numerous applications such as maritime safety and helping to respond to natural disasters.

Orbiting from pole to pole about 700 km up, Sentinel-1A transmits data to Earth routinely, but only when it passes over its ground stations in Europe. However, geostationary satellites, hovering 36 000 km above Earth, have their ground stations in permanent view so they can stream data to Earth all the time.

This takes a great deal of coordination between the different teams working intensively. Later on, in routine operations, this will be fully automated.

 

Creating a link between the two kinds of satellites means that more information can be streamed to Earth, and almost continuously. Engineers have turned to laser to accomplish this.

Funded by ESA and the DLR German Aerospace Center, Tesat has developed a laser communications terminal and downlink system that is carried on the geostationary Alphasat, Europe’s largest telecommunications satellite. This novel unit’s counterpart is flying on Sentinel-1A.

Over the past few weeks the Sentinel-1A operations teams at ESA’s European Space Operations Centre, ESOC, in Darmstadt, Germany, and ESA’s Earth Observation Centre, ESRIN, in Frascati, Italy, and German Space Operations Center, GSOC, in Oberpfaffenhofen, Germany, have been working intensively to prepare for the first laser link tests.


The image on the right, showing Berlin in Germany, is one of the first images delivered using this state-of-the-art technology.

“Demonstrating laser data link-ups in space has involved excellent teamwork by many at ESA, Inmarsat, Tesat and DLR,” says ESA’s Head of Mission Operations, Paolo Ferri.

“I am especially proud of the major contribution the operations teams at ESOC and ESRIN have provided to the success of this activity, which will significantly improve data availability from Earth observation missions and enhance benefits for all citizens in the future.”

Heads of various agencies gathered at ESOC today to follow the operators as they linked the two satellites by laser. Radar data over Asia were acquired and downlink to Earth in near-real time.

Magali Vaissiere, ESA’s Director of Telecommunications and Integrated Applications, said, “Today, space systems have become part of the global Big Data challenge.

“You can visualise the link of today as an optical fibre in the sky that can connect the Sentinels back home to Europe, from wherever they are on their orbit around Earth.

“The link is operated at 1.8 Gbit/s, with a design that could scale up to 7.2 Gbit/s in the future. Never has so much data travelled in space.”


Source: ESA, le 28 novembre 2014



Leon

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #1 le: 05 décembre 2014 à 06:26:30 »
Ouch, j'imagine la précision de pointage qu'il faut pour communiquer par laser à 40 000km de distance.  :o

Sinon, personnellement, je voyais plutôt ce genre de communications laser entre satellites de communication, géostationnaires ou non. Il y a déjà plein de satellites communiquant entre eux par radio. Comme les satellites Irridium. De ce que j'avais lu, le laser avait surtout un intérêt par sa moindre consommation d'énergie, ce qui est essentiel pour des satellites.

Et puis j'avais compris aussi que certains satellites orbite basse (observation ou autre) communiquaient déjà avec des satellites géostationnaires, mais par radio.

Ce que j'ai aussi du mal à comprendre dans l'article, c'est qu'ils parlent de satellites d'observation européens (Sentinel-1A) qui ne peuvent communiquer avec la terre que quand ils sont en vue de l'Europe. C'est étrange. Est-ce que les opérateurs satellites ne partagent pas leur bases terrestres entre eux? J'avais compris que si... De même, vu les nombreux DOM/TOM de toute l'Europe, ça ne doit pas être si compliqué d'installer des bases satellites européennes partout dans le monde...

Leon.
« Modifié: 05 décembre 2014 à 06:57:23 par leon_m »

Optrolight

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #2 le: 05 décembre 2014 à 08:16:15 »
C'est  vrai que lapport du laser pour les cimmunisation entre satellite  est utile je pense unique sur grande distance pour des raisons  de CO consommation.  Après  en terme de précision  angulaire ici on est sur de la technologie déjà couramment  utilisé dans mon labo.
Âpres pour les bases de communication avec les satellites tout dépend de la nature du satellite  (militaire ou autre)

Cochonou

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #3 le: 05 décembre 2014 à 11:12:48 »
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Ce que j'ai aussi du mal à comprendre dans l'article, c'est qu'ils parlent de satellites d'observation européens (Sentinel-1A) qui ne peuvent communiquer avec la terre que quand ils sont en vue de l'Europe. C'est étrange. Est-ce que les opérateurs satellites ne partagent pas leur bases terrestres entre eux?
Dans certaines conditions... il faut voir que sur ce type d'orbite, la période orbitale est d'une heure et demie. L'effort de coordination n'en vaut pas forcèment la chandelle.

DM_veilleNum_Metro

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #4 le: 05 décembre 2014 à 11:32:28 »
L'ESA vient de réaliser un test de transmission de donné entre deux satellites distant de 45000 km l'un de l'autre. La vitesse de la lisaison a atteint 600Mbit/s et pourra monter dans le futur à 1,8Gbit/s.
C'est une grande avancé dans les transmission satellitaire. L'idée est de pouvoir avoir des donnés en temps réel de satellite sur orbite polaire à 700km d'altitude en passant par un satellite geostationnaire à 36000km qui lui est fixe par rapport au sol. La vidéo le montre bien.
Entre 700 km et 36000 n'y aurait il pas les ceintures de Van Allen ? quelle influence ?
https://fr.wikipedia.org/wiki/Ceinture_de_Van_Allen
il semblerait en outre qu'une troisième - cf ci dessus - ait été découverte en 2013

Optrolight

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #5 le: 05 décembre 2014 à 12:13:12 »
Entre 700 km et 36000 n'y aurait il pas les ceintures de Van Allen ? quelle influence ?
https://fr.wikipedia.org/wiki/Ceinture_de_Van_Allen
il semblerait en outre qu'une troisième - cf ci dessus - ait été découverte en 2013

Bonne remarque du coup l'utilité du laser s'en trouve renforcé

Leon

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #6 le: 06 décembre 2014 à 08:03:02 »
Après  en terme de précision  angulaire ici on est sur de la technologie déjà couramment  utilisé dans mon labo.
Oui, mais ça n'a rien à voir...
Là, on parle de 2 objets (les satellites) qui doivent eux-même assurer leur stabilisation et positionnement en orientation 3D. On n'est pas entre 2 objets sur un même bâti, ou posés mécaniquement sur la terre ferme (qui elle même a des mouvements très stables).

Sans compter qu'il faut pouvoir mesurer l'orientation du satellite de manière ultra précise pour orienter l'optique. Je ne vois pas trop quelle techno peut être utilisable pour mesurer cette orientation. Je sais que certains satellites s'aident d'étoiles pour pointer de manière très précise, mais est-ce que c'est suffisant ici?

Dans certaines conditions... il faut voir que sur ce type d'orbite, la période orbitale est d'une heure et demie. L'effort de coordination n'en vaut pas forcèment la chandelle.
Je ne comprends pas ton propos. Pourquoi dans ce cas y aurait-il intérêt à développer un système de communication laser très couteux à très grande distance? Garder une communication en permanence avec le satellite, c'est le seul argument avancé par l'article. Donc si le jeu n'en vaut pas la chandelle pour la coordination entre bases satellites comme tu le dis, je suppose que c'est encore moins justifié pour une communication laser de 40 000km, qui doit être très probablement beaucoup plus chère.

Leon.

cali

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #7 le: 06 décembre 2014 à 09:09:06 »
C'est google translate qui traduit 36 000 km par 45 000 km?

Optrolight

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« Réponse #8 le: 06 décembre 2014 à 10:49:54 »
C'est google translate qui traduit 36 000 km par 45 000 km?

Non, et je me suis fait la réflexion et c'est bien 45000km. Le satellite géostationnaire est à 36000km, ligne de visé peut être de 45000km !!


Oui, mais ça n'a rien à voir...
Là, on parle de 2 objets (les satellites) qui doivent eux-même assurer leur stabilisation et positionnement en orientation 3D. On n'est pas entre 2 objets sur un même bâti, ou posés mécaniquement sur la terre ferme (qui elle même a des mouvements très stables).

Sans compter qu'il faut pouvoir mesurer l'orientation du satellite de manière ultra précise pour orienter l'optique. Je ne vois pas trop quelle techno peut être utilisable pour mesurer cette orientation. Je sais que certains satellites s'aident d'étoiles pour pointer de manière très précise, mais est-ce que c'est suffisant ici?
Je ne comprends pas ton propos. Pourquoi dans ce cas y aurait-il intérêt à développer un système de communication laser très couteux à très grande distance? Garder une communication en permanence avec le satellite, c'est le seul argument avancé par l'article. Donc si le jeu n'en vaut pas la chandelle pour la coordination entre bases satellites comme tu le dis, je suppose que c'est encore moins justifié pour une communication laser de 40 000km, qui doit être très probablement beaucoup plus chère.

Leon.

Rien à voir? non! Il faut quand même que tu es le miroir motorisé permettant cette résolution angulaire et c'est pas différent de ce que tu trouve au sol à ceci près que la techno doit être spatialisée !!
Ensuite pour connaitre en temps réél l'orientation de ton satellite on utilise des gyroscopes plus en effet une visé sur des étoiles. Mais la dernière solution est principalement utilisé pour les sondes en voyage interplanétaire. Ensuite comme le montre la vidéo le satellite fait du scanning avant de trouver la bonne trajectoire de visé.

Le problème d'avoir un satellite en orbite basse type polaire c'est qu'il faut un grand nombre d'antenne sur tout le globe pour être toujours en contact. C'est très cher et pour des donnée sensible (militaire) c'est pas génial car il faut sécurisé chaque site et route de transport de l'info. En utilisant un seul point relai tu simplifie grandement le problème. et la solution laser ici n'est pas forcèment très couteuse !!!

Cochonou

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #9 le: 06 décembre 2014 à 12:15:23 »
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Ensuite pour connaitre en temps réél l'orientation de ton satellite on utilise des gyroscopes plus en effet une visé sur des étoiles. Mais la dernière solution est principalement utilisé pour les sondes en voyage interplanétaire. Ensuite comme le montre la vidéo le satellite fait du scanning avant de trouver la bonne trajectoire de visé.
Là pour le coup, on rentre vraiment une de mes spécialités, alors je peux vous en parler un peu plus.
Quasiment toutes les plateformes actuelles embarquent des viseurs d'étoiles pour la mesure et le contrôle de leur attitude. Tous les satellites d'observation optique en orbite basse en utilisent (la précision de pointage est d'ailleurs une des limites de la résolution sol). Les plate-formes télécom en orbite géostationnaire ont besoin de beaucoup moins de précision, mais s'y convertissent aussi.
Sur un viseur d'étoiles autonome moderne (c'est à dire qu'il calcule tout seul l'orientation et la vitesse angulaire du satellite) , avec un champ de vue qui fait typiquement 20°, on atteint des précisions de pointage un peu meilleures que l'arcseconde dans des conditions normales.
On peut être beaucoup plus précis avec des champs de vue plus réduits. C'est ce qui est utilisé sur les satellites d'observation de plus haute résolution, avec des viseurs spécialisés. Mais cela reste un compromis: si l'on réduit trop le champ de vue du viseur, le nombre d'étoiles brillantes que l'on peut voir dans le champ de vue à un moment donné va diminuer - ce qui nuit à la robustesse du viseur. On peut compenser ça en augmentant par exemple le temps d'intégration du viseur... ce qui réduit la fréquence de mesure et la tenue à l'accélération, et donc également l'agilité de la plate-forme.

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Je ne comprends pas ton propos. Pourquoi dans ce cas y aurait-il intérêt à développer un système de communication laser très couteux à très grande distance? Garder une communication en permanence avec le satellite, c'est le seul argument avancé par l'article. Donc si le jeu n'en vaut pas la chandelle pour la coordination entre bases satellites comme tu le dis, je suppose que c'est encore moins justifié pour une communication laser de 40 000km, qui doit être très probablement beaucoup plus chère.
Pour la plupart des missions, ça ne sert pas énormèment en effet - à ma connaissance bien entendu. Si l'on veut une fréquence de rafraichissement des données plus rapide pour certaines applications militaires, on peut avoir plusieurs points de contact avec le satellite. Maintenant il doit bien y avoir quelques applications spécifiques où l'aspect "permanent" pourrait avoir un intérêt notable. Dans ces rares cas, il devient un peu difficile de multiplier à l'envie les points de contacts partout à la surface du globe. On considère que pour avoir un bon contact avec le satellite, il faut que son élévation soit au moins de 10°. Pour un satellite à 800 km d'altitude et 98° d'inclinaison, ça fait quand même un maillage assez important.

L'intérêt des communications laser n'est pas uniquement l'aspect "permanent" avec un relais télécom, mais également leur débit.
Il y a une autre application que je connais mieux, c'est la communication à tres longue distance avec les sondes d'exploration. Le débit avec ces sondes étant très limité, ce genre de moyens est très intéressant  pour ramener les données scientifiques... sur une distance bien supérieure à 40 000 km.
Mais comme il faut bien commencer par quelque chose, un démonstrateur entre un satellite LEO et un satellite GEO, c'est déjà très bien.
« Modifié: 06 décembre 2014 à 12:57:39 par Cochonou »

Polynesia

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Transmission laser entre satellite à 600Mbit/s
« Réponse #10 le: 06 décembre 2014 à 13:09:29 »
Cela pourrait servir aussi pour une mission qui serait sur Mars ?

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« Réponse #11 le: 06 décembre 2014 à 20:32:47 »
Cela pourrait servir aussi pour une mission qui serait sur Mars ?

Vi la distance ,j'ai un peu peur que la puissance laser demandé soit grande ou alors il faudrait un grand télescope pour réceptionner le signal laser. En effet la divergence serait quand même importante et donc il faudrait faire des pose longue pour voir le signal et donc le débit chute énormèment.